Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 [ 26 ] 27 28 29 30 31 32

загрязненную нефтью среду, но при одновременном обогащении этой среды питательными элементами, главным образом азотом и фосфором. Иногда применение микробиологических средств для ликвидации нефтяных разливов в водоемах (и на побережье) либо не дает никаких результатов, либо имеет эффект, трудно различимый на фоне деградации нефти под действием природных факторов. Трудности подбора микробиологических рецептур для эффективной ликвидации нефтяного загрязнения вытекают из многокомпонентного состава нефти, специфичности микробных сообществ и сильной зависимости их нефтеокисляющей способности от факторов окружающей среды, тем не менее поиски в этом направлении продолжаются.

Одним из наиболее опасных веществ, загрязняющих нашу среду обитания, считаются нефть и продукты ее переработки (до 3000 ингредиентов), многие из которых ядовиты для любых живых организмов. Предотвращение подобных загрязнений - одна из сложных и многоплановых технических проблем современности, и накопилось немало способов борьбы с нефтяными разливами и ликвидации их последствий.

Отечественный рынок предлагает широкий диапазон средств и технологий для обеззараживания и утилизации нефтеотходов и очистки фунтов от нефтепродуктов. Физико-химические характеристики воды и почв и климатические условия России весьма разнообразны и, соответственно, требуют дифференцированного подхода к выбору оптимальных вариантов.

Биоремедиация - применение нефтеразлагающих бактерий-биодеструкторов - позволяет снижать нефтяные загрязнения лишь в поверхностном слое почвы. К тому же процесс этот занимает 2-3 сезона и имеет существенное ограничение - температура почвы должна быть выше +15 °С.

Фитомелиорация - устранение нефти путем посева нефтестойких растений, активизирующих почвенную микрофлору- клевер ползучий, щавель, осока и другие, может быть применена только в летнее время; возможно вторичное загрязнение при подъеме грунтовых вод. Биотехнологии хороши, но, как правило, на окончательной стадии рекультивации загрязненных почв.

На первых этапах главная роль отводится механическим (удаление слоя почвы) и физико-химическим методам очистки (сжигание, промывка почвы, экстракция растворителями или сорбция). Анализ этих методов показывает, что качественное удаление загрязнений почвы не обходится без применения различных сорбентов привлекающих скоростью впитывания жидких загрязнителей и технологической простотой. Так, например, новая разработка - специальный сорбент «Эконафт», состоящий из негашеной извести и (Модификатора (для придания гидрофобных свойств при гашении), обеззараживает и утилизирует как жидкие, так и пастообразные нефтеотходы. Оксиды минеральных сорбентов (негашеная известь СаО и оксид магния МgO) при гашении способны увеличивать удельную поверхность в 15-30 раз, превращаясь в объемное вяжущее вещество с высокой способностью поглощать органические вещества, в частности

углеводороды. В специальном смесителе нефтемаслоотходы обрабатываются препаратом «Эконафт», и содержащийся в последнем модификатор (оксид щелочноземельного металла) превращается в гидроксид. При этом нефтепродукты равномерно адсорбируются, получается сухое и стойкое при хранении вещество, состоящее из мельчайших гранул - микрочастиц нефтепродуктов, заключенных в известковые оболочки-капсулы. На место аварии «Эконафт» может поставляться готовым, либо готовиться непосредственно перед употреблением.

Как уже упоминалось, естественное самоочищение почвы от нефтяного загрязнения и рекультивационные процессы представляют собой непрерывный биохимический процесс. Процесс самоочищения почвы под влиянием природной микрофлоры является длительным (более 10-25 лет) и зависит от физико-химических свойств и почвы, и нефти. Сокращение этого периода до 5-7 лет достигается путем применения вышеупомянутой системы биологической рекультивации и агротехнических мер (рыхление, внесение сорбентов и удобрений). При этом улучшается водно-воздушный режим почвы и повышается ее биогенность, значительно сокращается период разложения нефти и очищения почвы от нефти и нефтепродуктов. Разложение углеводородов зависит от температуры (оптимальная 20-37 °С), а скорость разложения - от кислотно-основных свойств почвы (оптимальные рН, близкие к нейтральным). Главную роль в процессах самоочищения почв от нефти играют почвенные микроорганизмы, и путем создания условий для их жизнедеятельности можно значительно ускорить биоразложение.

Основная масса нефти теряется примерно за 3 месяца после попадания в почву; в дальнейшем процесс замедляется, но с изменением концентрации нефти изменяется и ее состав, быстрее всего исчезает метаново-нафтеновая фракция (деградирует через год на 93-95 %), затем и остальные. Значительно ускоряют процесс очищения почвы от нефти дождевые осадки, которые вымывают ее и тем самым снижают концентрацию нефти в верхних слоях. Тяжелые фракции нефтепродуктов в почве являются стойкими и мало подвергаются деструктивным изменениям. Остаточная нефть по химическому составу представляет собой битум материнских пород, что дает основание считать процесс законченным, а цель очистки -достигнутой.

Иная картина в районах с крупной нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей промышленностью, где все технологические процессы (разведка, бурение, эксплуатация нефтяных скважин, а также хранение, транспортировка и переработка нефти) могут стать причиной серьезного загрязнения окружающей среды. Сюда относятся: нарушение почвенного слоя земли, негативное воздействие на водоемы, почву, фунтовые и подземные воды промывочными жидкостями (при переливах в процессе бурения), а также хлоридными рассолами и промышленными стоками (при закачивании их в водные горизонты для поддержания пластового давления), накопление всевозможных отходов бурения (шлама, буровых сточных вод, отработанного бурового раствора). При бурении нефтяных скважин загрязнителями почвы и грунтовых вод выступают

промывочные жидкости, выносящие шлам на поверхность скважины, и химические реагенты, используемые для обработки промывочных жидкостей с целью улучшения реологических параметров раствора.

Промывочные жидкости классифицируются по трем показателям:

- по основе (водной, нефтяной, эмульсионной);

- по плотности (облегченные - с плотностью менее 1,08 г/см3, нормальные - с плотностью от 1,08 до 1,26 г/см и утяжеленные - плотностью более 1,26 г/см);

- по температуростойкости (низкотемпературные - до 90 °С, ограниченно термостойкие - до 140 °С и термостойкие - до 220 °С).

Буровые растворы на нефтяной основе, хотя и характеризуются высокими технологическими показателями и температуростойкостью, представляют собой значительную угрозу. Входящие в их состав нефть и дизельное топливо сильно загрязняют шлам, создавая дополнительные трудности при его утилизации, а нефть и нефтепродукты, попадая в почву и водоемы, нарушают экологическое равновесие биосистемы.

Большинство химических реагентов, используемых в современных буровых растворах, могут быть отнесены к группам токсичных веществ (по степени прямого либо опосредованного влияния). Задача точной классификации данных реагентов по уровням токсичности и кумулятивной способности усложняется еще и тем, что до сих пор остаются недостаточно изученными вопросы токсичной активности многих реагентов.

В табл. 10 приводится перечень наиболее распространенных токсичных химических реагентов, используемых для промывочных жидкостей. Некоторой степенью токсичности обладают еще и целые группы материалов для приготовления буровых растворов: содержащие щелочь, фенолсодержащие, содержащие хром, магнийсодержащие (так называемый сидеритовый утяжелитель).

Таблица 10

Примеры токсичных химических реагентов,